JP2005325840A - Pump having reciprocating movement vane and non-circular cross section rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インペラポンプ、即ち、内部ロータを有するハウジング(ポンプの「ステータ」部分)、およびロータとロータチャンバ壁との間に配置してロータチャンバを導入領域と排出領域もしくは追い出し領域とに分離する移動自在のベーンよりなるタイプの回転式ベーンポンプに関するものである。ロータの回転は、流体を連続的にポンプ内に引き込み、流体を導入領域および排出領域に順次に通過させる作用を行う。これら領域は、流体入口および流体出口にわたるロータ表面とチャンバ壁との間の空間で連続的に形成する。このタイプの構成は容積形ポンプと称され、回転の各サイクルにより、圧力の下での流体圧縮の僅かな効果は別として、入口圧力および出口圧力に無関係にほぼ一定の容積の流体を排出する。このタイプのポンプは、ガスから、重油およびグリースのような比較的粘性の高い液体にいたる幅広い粘性を有する流体をポンプ送給するのに使用される。このようなポンプは構成が比較的簡単であるため、工業界、商業界、海事、医療、および他の使用分野を含む幅広い用途に好ましいものとなっている。さらに、適切に変更を加えることにより、このようなポンプは、流体間の差圧を機械的エネルギに変換するタービンにも転用できる。 The present invention relates to an impeller pump, i.e., a housing having an internal rotor (the "stator" portion of the pump), and a rotor chamber disposed between the rotor and the rotor chamber wall to separate the rotor chamber into an introduction region and a discharge region or a discharge region. The present invention relates to a rotary vane pump of a movable vane type. The rotation of the rotor performs the action of continuously drawing the fluid into the pump and sequentially passing the fluid through the introduction region and the discharge region. These regions are continuously formed in the space between the rotor surface and the chamber wall across the fluid inlet and fluid outlet. This type of configuration is referred to as a positive displacement pump, and each cycle of rotation discharges a substantially constant volume of fluid independent of inlet and outlet pressures, apart from the slight effect of fluid compression under pressure. . This type of pump is used to pump fluids with a wide range of viscosity from gases to relatively viscous liquids such as heavy oil and grease. Such pumps are relatively simple in construction and are preferred for a wide range of applications including industry, commercial, maritime, medical, and other fields of use. Furthermore, with appropriate modifications, such pumps can be diverted to turbines that convert the differential pressure between fluids into mechanical energy.
流体を駆動する内部ロータもしくはインペラを使用する回転式のベーンポンプは、ポンプとしてもタービンとしても使用することができることが知られている。例えば、本件出願の発明者による先の米国特許(特許文献1参照)には、複数個のベーンを有する回転装置を記載しており、この装置のステータは、ほぼ円筒形のボアを有する流体入口および流体出口を有する。ロータはボアに偏心させて取り付け(ロータ軸線をボアの中心軸線からずらして配置)、複数個のベーンをロータから半径方向外方に突出させ、ボア内面とロータとの間に封止接触を生ずるようにしている。この装置は、流れる流体のエネルギを機械的エネルギに変換するタービンとして使用する。ロータをボアに偏心させて取り付け、ロータの外部表面から突出する複数個のベーンを、ロータに対して往復運動するようにする他の構成も知られている。ロータの回転により、ロータとボアの内壁との間における空間に流体を引き込み、このときベーンは流体をハウジングから排出導管に推進させるのに使用される。ベーンとロータの偏心取り付けとの組み合わせにより、一方向の流体流れを生じ、またチャンバを複数個の導入チャンバと排出チャンバに有効に分離する。
本発明の目的は、幅広い粘性の流体に使用でき、また比較的構造簡単かつ安価な改良した回転式ベーンポンプを得るにある。 An object of the present invention is to obtain an improved rotary vane pump which can be used for a wide range of viscous fluids and is relatively simple and inexpensive.
本発明の第1の発明は、以下の要素よりなる回転式ベーンポンプを特徴とする。 The first invention of the present invention is characterized by a rotary vane pump comprising the following elements.
‐流体の入口、流体の出口、および円筒形領域を有する内部ポンプチャンバもしくはボアを互いに流体連通させる静的なポンプハウジングを構成するステータ。 A stator comprising a static pump housing in fluid communication with each other an internal pump chamber or bore having a fluid inlet, a fluid outlet, and a cylindrical region;
‐ポンプチャンバの円筒形領域内に回転自在に取り付けたカム状のロータであって、中心回転軸線を有し、またポンプ送給する流体に接触するカム外面を有するロータ。ロータの形状は、半径が互いに等しい互いにほぼ対向する第1部分であって、これら対向する部分がそれぞれハウジングボアの内面にベーンと封止接触する第1対向部分と、減少した直径を有するやはり互いにほぼ対向する第2部分とを有し、ロータ表面とロータボアの内面との間に、ロータ回転の際にポンプを通過するある量の流体を収容する空間を形成するものとする。このような空間は、ロータ回転の際に導入領域および排出領域を効果的に形成する。 A cam-like rotor rotatably mounted in the cylindrical region of the pump chamber, having a central rotational axis and a cam outer surface in contact with the fluid to be pumped. The shape of the rotor is a first portion which is substantially opposite to each other and each has an equal radius, the opposite portions each having a reduced diameter and a first opposing portion which is in sealing contact with the vane on the inner surface of the housing bore. A substantially opposite second portion, and a space is formed between the rotor surface and the inner surface of the rotor bore for accommodating a certain amount of fluid that passes through the pump during rotor rotation. Such a space effectively forms an introduction region and a discharge region during rotor rotation.
‐ロータを回転駆動する任意の都合のよい手段であって、モータのタイプを限定せず、ロータに直接機械的に連結するか否かに係わらないドライブ手段。このドライブ手段は、ポンプをタービンとして使用する場合にはポンプを通過する流体流とすることができる。 -Any convenient means for rotationally driving the rotor, without limiting the type of motor, regardless of whether it is mechanically connected directly to the rotor or not. This drive means can be a fluid flow through the pump when the pump is used as a turbine.
‐ハウジングに取り付け、ポンプチャンバ内に突入する少なくとも1個のベーン。好適には単一のベーンを設けるが、複数個のベーンを設けることもできる。ベーンは、ハウジングに対して往復運動するよう取り付け、ロータのカム表面に接触する接触面を有し、カム表面がベーンの位置でチャンバ壁に接触しないロータ回転位相中に、ベーンの両側でポンプチャンバを2個の領域に有効に分割するようにする。ベーンの両側における各領域は、ロータ表面とチャンバ壁との間の空間によって画定される。第1領域は導入チャンバを有効に画定し、また第2領域は排出チャンバを形成し、入口と出口との間に流体分離を維持するようにする。ベーンとロータのカム表面との間の接触により、ベーンを往復運動させるロータ回転となる。 -At least one vane attached to the housing and plunging into the pump chamber. A single vane is preferably provided, but a plurality of vanes may be provided. The vane is mounted to reciprocate relative to the housing and has a contact surface that contacts the cam surface of the rotor, and the pump chamber on both sides of the vane during the rotor rotation phase where the cam surface does not contact the chamber wall at the vane position. Is effectively divided into two regions. Each region on both sides of the vane is defined by the space between the rotor surface and the chamber wall. The first region effectively defines an introduction chamber, and the second region forms an exhaust chamber that maintains fluid separation between the inlet and outlet. Contact between the vane and the cam surface of the rotor results in rotor rotation that causes the vane to reciprocate.
ロータは、種々の断面形状にすることができ、例えば、楕円形状もしくはほぼ楕円形状にすることができる。代案として、ロータは、互いに直径方向に対向するアームを有する形状とし、各アームには、ロータの回転の際にベーンを上昇させる湾曲した先導カム表面と、平坦なもしくはほぼ平坦な尾縁表面とを設け、この尾縁表面が往復運動するベーンが衝合する止め部材をなし、ロータの逆回転を阻止するようにすることもできる。この形態によれば、さらに、有効チャンバ容積を増大する。即ち、各ロータアームの一方の側面である先導表面のみを外方に湾曲する弓形にすればよいからである。他のロータ形態も本発明の範囲内である。 The rotor can have various cross-sectional shapes, for example, an elliptical shape or a substantially elliptical shape. As an alternative, the rotor is shaped with arms that are diametrically opposed to each other, each arm having a curved leading cam surface that raises the vane as the rotor rotates, and a flat or nearly flat tail edge surface. It is also possible to provide a stop member with which the vane whose reciprocating motion collides with the tail edge surface to prevent reverse rotation of the rotor. This configuration further increases the effective chamber volume. That is, only the leading surface, which is one side surface of each rotor arm, needs to be bowed outwardly. Other rotor configurations are within the scope of the present invention.
ベーンの中心軸線(即ち、ベーンの中央を画定する中心平面)は、ロータの回転軸線に整列させるか、もしくは、例えば、平坦な尾縁表面を有する上述のタイプのロータ形態に適用する場合には、ロータの回転軸線からずらして配置する。好適には、カム表面にベーンを押し付ける押圧変位手段、例えば(これに限定するものではないが)、ばね、もしくは同様の機能を有する他の部材を設ける。ポンプの入口と出口との間の差圧を利用してベーンを駆動するようにすることもできる。この場合、ポンプ出口(高い流体圧力が存在する)から、流体の膨張によってベーンをロータの方向に駆動するベーンハウジング部分に至る導管を設ける。ベーンはこのハウジングないの溝孔もしくはトラックないに収容する。ベーンの接触面には、ベーンとロータのカム表面との間の摩擦を減少する細長のころ軸受もしくは他の低摩擦表面を設ける。ベーンは、平坦なパネル状部材とし、ロータに接触する下方端縁に拡大部分を随意に設け、例えば、ベーンの一方の側面から、もしくは両側面から外側方向に突出する球根状部分を設ける。 The central axis of the vane (ie, the central plane that defines the center of the vane) is aligned with the rotational axis of the rotor or, for example, when applied to a rotor configuration of the type described above having a flat tail edge surface , It is arranged so as to be shifted from the rotation axis of the rotor. Preferably, there is provided a pressing displacement means for pressing the vane against the cam surface, such as (but not limited to) a spring or other member having a similar function. It is also possible to drive the vane using the pressure difference between the inlet and outlet of the pump. In this case, a conduit is provided from the pump outlet (where high fluid pressure is present) to the vane housing part that drives the vane in the direction of the rotor by expansion of the fluid. The vane is contained in a slot or track without this housing. The vane contact surface is provided with an elongated roller bearing or other low friction surface that reduces friction between the vane and the cam surface of the rotor. The vane is a flat panel-like member, and an enlarged portion is optionally provided on the lower edge that contacts the rotor. For example, a bulbous portion that protrudes outward from one side surface or both side surfaces of the vane is provided.
さらに、本発明は、ポンプ環境の要求に適合する種々の金属およびプラスチックのような任意の材料もしくはこのような材料の組み合わせで製造することができる。さらに、ポンプは単独で、もしくは他の装置のコンポーネントとして設けることができる。 Furthermore, the present invention can be made of any material or combination of such materials, such as various metals and plastics that meet the requirements of the pump environment. Further, the pump can be provided alone or as a component of another device.
本発明のこれらおよび他の特徴を、以下に本発明の実施例につき詳細に説明するが、これら説明は本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。 These and other features of the present invention will be described in detail hereinafter with reference to embodiments of the invention, but these descriptions do not limit the scope of the claims of the invention.
特許請求の範囲を含めて本明細書においては、種々の方向に関する記述、例えば、上方、下方、垂直方向、水平方向等々を記載した。これら記述は、単に便宜上の記載であり、いかなる点においても本発明の範囲を限定するものではない。当業者であれば、本発明は任意の状態に向きを設定することができることは容易に理解できるであろう。さらに、離間距離に関しては、厳密に垂直、水平、および類似の方向性を基準にして決定されるものである。 In the present specification, including the claims, descriptions relating to various directions, for example, upward, downward, vertical, horizontal, etc., are described. These descriptions are merely for convenience and do not limit the scope of the invention in any way. One skilled in the art will readily appreciate that the present invention can be oriented in any state. Furthermore, the separation distance is determined based on strictly vertical, horizontal, and similar directions.
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。図示の実施例につき本発明を説明するが、本発明はこのような実施例に限定されるものではないことを理解されたい。逆に特許請求の範囲に規定した発明の範囲内におけるあらゆる改変、変更、及び等価のものもカバーすることを意図する。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. While the invention will be described with reference to the illustrated embodiments, it will be understood that the invention is not limited to such embodiments. On the contrary, it is intended to cover all modifications, changes, and equivalents within the scope of the invention as defined in the claims.
本発明による容積形ベーンポンプ10の実施例は、一般的に、静的なポンプハウジング12を具え、このポンプハウジング12(本明細書中、単に「ハウジング」と称する場合もある)は、ロータ20及び往復ベーン(本明細書中、単に「ベーン」と略称する場合もある)22を収容するための内部チャンバまたはボア14を有する。図1〜図4に示す実施例に関しては、ポンプハウジング12は、流体の入口30及び出口32を有する。ポンプのこれら及び他のコンポーネント(構成部材)の相対寸法は、単に例示的なものであり、特別なポンプ要件に基づいて広い範囲内で変動するものであることを理解されたい。このような改変及び変更は当業者であれば容易になし得るであろう。ハウジング12には、ロータ20を収容するためのボア14があり、このボア14は円筒形の下方部分34を有し、この下方部分34の内面36はロータ20が接触する滑らかな接触面をなす。ロータのボア14は、互いに対向する側壁38を有し、これら側壁38は、あとで説明するように、ロータ20の端壁39に適合する。(これらの部分38,39は図6及び図7で見えている。)入口30、ロータのボア14及び出口32は、順次に互いに流体連通する。即ち、ポンプサイクル中のいかなる時点でも、入口30と出口32との間の流体連通は、以下に詳細に説明するように、互いに接触し合うロータ20及びベーン22の組み合わせ及びボア14の内面36によって阻止される。このように、入口に流入する流体が入口、ロータのボア、及び出口に順次に通過する点において、入口及び出口は互いに流体連通するものである。
An embodiment of a positive
ハウジング12は、往復ベーン22を収容及び支持するブロック40を有する。このブロックは、ベーンを収容する垂直チャンネル42を有し、このチャンネルの平坦な側面はベーン22の他の表面に接触する。ベーンブロック40の外部は、ポンプから上方に突出し、ベーン22が引っ込んだときにもベーン22を収容する十分な空間をブロック内に生ずるようにする。ねじ付き開口44をブロックの上面に貫通させ、ポンプ外部をチャンネル42の内部に連通させる。ばね張力調整ねじ46をこのねじ開口に挿通し、チャンネルの上方端部に突入させる。ばね48をチャンネル42内に収容し、以下により詳細に説明するようにと、ベーン22を下方のロータ20に押し付ける。当業者であれば、ばね48に代わる任意の都合がよい押圧変位手段、例えば、ガスばね、弾性部材(エラストマーロッド)等を使用することができ、これも本発明の特許請求の範囲内であることは明らかであろう。
The
ロータ20は中心軸50を有し、この中心軸50は、図示しないが、一般的な設計の軸マウント52に回転自在に支承する。中心軸50はロータ20を回転させるドライブに駆動連結する。このドライバは図示しないが、軸、したがって、ロータを回転するのに任意のドライバ手段を使用できることは当業者には明らかであろう。例えば、ポンプの用途に基づいて、任意のタイプのモータ、液圧ドライブもしくは手動操作のハンドクランクを使用することができる。同様に、以下に説明するように、本発明は、タービンとして動作させることもでき、この場合、入口と出口との間に存在する差圧によってロータ20を回転駆動し、このとき、ポンプを通過する流体がドライブ手段として機能し、ロータのためにドライブ手段は不要となる。ロータ20は細長の形状とし、ロータのボアの側壁38間に存在する。ロータ20の両側の端壁39はボア14の対応する側壁38に合致して接触し、流体漏れを防止もしくは最小限にする。平坦な端壁39が好ましいが、端壁39及びボアの対応する側壁38は、任意の都合のよい形状もしくは形態とすることができる。ロータ20は、長さ方向に沿う所定ポイントでロータ最大直径を規定する直径方向に互いに対向する2個の等しい第1半径(a)を有する非円形の形状を特徴とする。(例えば、ロータは長さに沿ってテーパ付きとするか、他の形状とすることができる。)この半径(a)は、ロータの互いに対向するアーム56外縁を画定し、したがって、ロータのボア14の円筒形内面に接触するロータ端縁54を画定する。ロータは、さらに、ロータ最小直径を規定するほぼ直径方向に対向する第2半径(b)によっても画定される。ロータ20及びボア14は、ロータの長さに沿って変化する半径(a)及び(b)となるテーパ付きもしくは他の形状にすることができる。
The
図1〜図4の実施例においては、ロータ20は、中心軸から反対方向に延びる2個の同一形状のパドルもしくはアーム56により構成する。各アーム56は、それぞれ、湾曲した先導表面60と、この先導表面に対向する平坦な尾縁表面62とを有する。第1パドル56の尾縁表面62は、反対側のパドル56の先導表面60に合流する。段差部64は、第1パドルの尾縁表面62と、反対側にけおける第2パドルの先導表面60との間を接合し、先導表面から尾縁表面に下方に向かう段差となる特徴を有する。段差部64は、角度付きの肩部66で合流する丸い端縁を有する。
In the embodiment of FIGS. 1 to 4, the
本発明の第1実施例による往復ベーン22を、図3及び図4により詳細に示す。ベーン22は、平坦な前面及び後面を有するほぼ平板状の形状をしている(ただし、断面で見て弓形の他の形状とすることもできる)。ベーン22は、互いに対向する側方肩部70を有し、これら側方肩部70は中心の(随意に)窪ませたパネル72をサンドイッチ状に挟み込むようにする。側方肩部70はパネル72に一体とし、またこのパネル72と表面を同一平面上に整列させるか(この形態に関しては、とくに、第2実施例につきより詳細に説明する)、図3及び図4に示すように、パネル72を側壁に対して窪ませる。ベーン22およびベーンブロック40内のチャンネル42は、互いにぴったりと嵌合する形状にし、流体が漏洩しないほぼ非透過性を示すとともに、ベーンがチャンネル内で往復運動できるようにする。ベーン22の側方肩部70は、ベーンブロック側方でチャンネル42に整列するハウジング12案内の対応窪み74に嵌合する。好適には、ベーン22の上面78をほぼ平坦にするとともに、側方肩部70を、図3で倒立させて示したように、中心パネル72の下端縁を越えて下方に突出させる。中心パネル72の下端縁は、球根状の側方に出っ張った丸い突出部80を有し、この丸い突出部80が中心パネル72の下端縁を画定する。球根状の突出部80は、ロータに接触するポイントでベーンに強度を増すようにしている。ロータとの封止接触を維持するため、細長いころ軸受82を中心パネルの下端縁に設ける。ころ軸受82をベーン22内で下端縁にわたり横方向に延在する対応の収容チャンネル84に嵌合させる。このころ軸受82は、任意の都合のよい材料により構成し、例えば、ステンレス鋼もしくはテフロン(登録商標)により構成する。
The reciprocating
第1実施例の他の特徴として、ベーン22は、ロータ20の回転軸線からオフセットするようハウジング12内に位置決めし、側面図で見たとき、ベーンの中心軸線はロータ軸線の左方(下流側)にくるようにする。即ち、ロータ軸線の下流側に向かってオフセットする。以下に説明するように、ベーン22のオフセット位置に関連するロータ20の形状によって、ロータの一方向動作を可能とし、ロータが逆方向にスピンして出口から入口に相殺流が流れる阻止する。この形状によれば、チャンバ容積を最適化し、流速を増大させることができる。ベーン22のロータ軸線に対するオフセット量は、ロータの厚さの関数とする、即ち、ロータの平坦な後面と、ロータ20が垂直状態になったときのロータ20の垂直半径との間の水平距離に等しい水平方向距離(c)だけベーン22をロータ軸線から変位させて配置する。この変位量によって、ベーン22は、ロータが図2(f)および図2(g)に示す垂直状態にあるとき、ロータの平坦側面に完全に接触する位置まで下方に摺動することができる。
As another feature of the first embodiment, the
第1実施例の動作を図2(a)〜図2(h)につき説明する。図2(a)に示す第1位置では、ロータ20はほぼ水平状態であり、ベーン22はロータ20に接触するよう下方に突出する位置をとる。図2(b)に示すように、ロータが時計方向に回転すると、ロータチャンバ14の導入部分の有効寸法が拡大し、チャンバ14内に流体が引き込まれる。図2(c)〜2(e)に示すようにロータが回転を続けると、チャンバ導入部分の相対寸法が拡大し続けるとともに、ベーン22はロータ20の先導表面60に接触して上方に押し上げられ、ロータは図2(f)に示すほぼ垂直状態となる位置に達する。このポイントでは、ロータの平坦な尾縁表面62がベーン22の対応する表面に整列し、ベーン22は内部ばね48の押圧力により下方に移動する。好適には、このばね張力は、ベーンが急速に下方移動するよう調整する。ベーンは、図2(g)に示す状態では最大限突出し、これ以上のベーンの下方移動は、平坦な尾縁表面62から半径方向外方に突出するロータ20の段差部64に接触することによって阻止される。ベーン22が尾縁表面62に衝合するとき、ロータ20は、逆方向(反時計方向)に回転するのを阻止される。
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (h). In the first position shown in FIG. 2A, the
尾縁表面62は、反対方向回転を阻止する必要がない場合には、必ずしも平坦である必要はなく、平坦にすることは、単に、ロータボア14の有効容積を増大させる目的を達成するためである。したがって、尾縁表面62が先導表面60よりも若干平坦な表面であれば、この特徴が得られる。
The
図2(h)に示すように、ロータが回転を続けると、ベーン22を上昇させ、出口32から流体を押し出し、流体入口におけるチャンバの他の導入部分を形成する。
As shown in FIG. 2 (h), as the rotor continues to rotate, the
本発明の第2実施例を図5〜図11に示す。この第2実施例では、入口30と出口32が互いに平行であり、ポンプ10の上面から突出するように示したが、第1実施例のように水平方向の入口および出口とする僅かな変更を加えたり、入口及び出口のうちの少なくとも一方を任意の位置に配置することもできる。第2実施例のロータ20は、ほぼ楕円形の断面が対称的な形状とし、ロータの回転方向に基づいて入口導管および出口導管を逆配置して機能させるよう、いずれの方向にも回転できるようにする。ベーン22(図8および図9により詳細に示す)は、第1実施例のベーンどほぼ同様であるが、ベーンの下端縁領域における球根状部分80をベーンの両側に向かって均等に側方に突出させる。ベーン22は、(側方レールを突出させることのない)単一のパネル構造体とし、両側の側面には、図8〜図11により詳細に示すように、ベーンの下端縁より下方に突出する垂下止め部を設ける。
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the second embodiment, the
第2実施例の他の特徴としては、図10および図11に示すように、ベーンブロック40内に押圧変位手段を収容するのではなく、ベーン自体に、ベーン内の対応開孔92内に後退するばね負荷押圧ロッド90を設ける。図8および図9には押しロッドが後退した状態を示し、図10および図11には押しロッドが突出した状態を示す。これら押しロッド90は、任意の都合のよい押圧変位手段、例えば、ばね94もしくは他の弾性部材によってベーンから突出する方向に変位させられるようにする。
As another feature of the second embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the pressure displacement means is not accommodated in the
ベーンブロック40は、ベーン収容チャンネル42に連通するドレン開口もしくは溝孔96を有し、主チャンネル42から漏洩した流体を主流体出口32に排出できるようにする。溝孔96は、潜在的に、第2の機能も果たす。溝孔96がポンプの高圧側(即ち、下流域出口)に向かって開口するような指向性を有するとき、溝孔96によれば、入口/出口の差圧を利用してベーン22を駆動したり、ベーン駆動のアシストをしたりすることができる。比較的高い圧力の流体流が、ベーン上方の空間におけるチャンネル42に流入する。この流体は比較的高い圧力であるため、ベーン22に対してバイアス力を加え、ロータ20に圧着するよう下方に押圧する。この効果は、部分的に包囲された入口チャンバ95および出口チャンバ97をそれぞれ設け、溝孔96を出口チャンバ97に開口させることによって効果が高まる。
The
とくに、図7に示すように、ベーンブロック40は、単にベーン22の上方部分のみを収容し、ベーン22の下方部分は主チャンバ14内に向かって下方に突出させる。
In particular, as shown in FIG. 7, the
チャンバの側方の側壁には、ベーンチャンネルに整列する互いに対向するトラック溝孔を設け、ベーンの端壁部分を収容案内するようにする。 Opposite track slots aligned with the vane channel are provided on the side wall of the chamber so as to accommodate and guide the end wall portion of the vane.
とくに、図5に示すように、ベーン22をロータ20の回転軸線に整列させる。
In particular, as shown in FIG. 5, the
動作にあたり、第2実施例は、第1実施例と同様に動作するが、対称的な楕円形状のロータでは逆回転防止機能はない。第2実施例は、とくに、可逆回転ポンプ、すなわち、ロータ20の回転方向を逆転することによって流体をいずれか一方の導管に排出することができるポンプに使用することができる。
In operation, the second embodiment operates in the same manner as the first embodiment, but a symmetrical elliptical rotor does not have a reverse rotation prevention function. The second embodiment can be used in particular for reversible rotary pumps, i.e. pumps that can discharge fluid into one of the conduits by reversing the direction of rotation of the
本発明の第3実施例を図12および図13に示す。この実施例は、ほぼ楕円形状のロータ20を有する第2実施例に類似する。しかし、ベーン22はロータ20の回転軸線から、ベーン22の出口側(下流側)に向かってオフセットしている。ベーンのオフセット位置により、ロータ20の回転の際に、より一層効率よく、後退位置に向かって上方に押し上げられる。第2実施例とは異なる他の相違点は、ベーンの球根状の下方突出部80の形状であり、第3実施例は第1実施例における突出部の形状に類似する。さらに、この第3実施例では、入口30および出口32の領域はそれぞれ異なる構成になっており、即ち、入口および出口を互いにオフセットしてほぼ水平方向に配置し、入口は出口に対して上昇した位置でチャンバに連通する。
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. This embodiment is similar to the second embodiment having a generally
本発明は、図面につき特別な実施例を説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲内で本質的ではない素子を省いたり、他の素子を付加したりすることを含め、本明細書に記載した素子に変更を加えたり、改変したりすることも本発明の範囲内であることは理解できるであろう。本発明の範囲は、ときに補正されるかもしれない特許請求の範囲において規定されるものであり、機能的もしくは機械的に等価の構成部材、素子、または操作方法をも含むものである。 Although the invention has been described with reference to particular embodiments, those skilled in the art will recognize that the invention may be omitted, including omitting non-essential elements and adding other elements within the scope of the claims. It will be understood that changes and modifications to the elements described in the document are within the scope of the invention. The scope of the present invention is defined in the claims that may be amended from time to time, and includes functionally or mechanically equivalent components, elements, or methods of operation.
10 ベーンポンプ
12 ポンプハウジング
14 ボア
20 ロータ
22 往復ベーン
30 入口
32 出口
34 下方部分
36 内面
38 側壁
39 端壁
40 ブロック
42 垂直チャンネル
44 ねじ付き開口
46 ばね張力調整ねじ
48 ばね
50 中心軸
54 ロータ端縁
56 アーム
60 先導表面
62 尾縁表面
64 段差部
66 肩部
70 側方肩部
72 パネル
74 窪み
78 上面
80 突出部
82 ころ軸受
84 収容チャンネル
90 ばね負荷押圧ロッド
92 開孔
94 ばね
95 入口チャンバ
96 ドレン開口もしくは溝孔
97 出口チャンバ
10
Claims (46)
順次に流体連通する、流体の入口、流体の出口、および少なくとも一部分が円形断面のボアを有するポンプチャンバを有する静的なハウジングと、
前記ボアの円形断面部分内で回転可能に取り付けたロータであって、中心回転軸線と、断面が非円形であるカム表面とを有するロータと、
前記ハウジングに対して突出位置と後退位置との間で往復運動するよう前記ハウジング内に取り付けた少なくとも1個のベーンであって、前記ロータの前記カム表面に封止接触する接触面を有し、前記ロータの回転によって往復運動させられるベーンと
を有し、前記入口と出口との間で前記ベーンおよびロータによって流体の分離を維持するよう構成したことを特徴とするベーンポンプ。 In rotary vane pumps,
A static housing having a fluid inlet, a fluid outlet, and a pump chamber having at least a portion of a circular cross-section bore in fluid communication with each other;
A rotor rotatably mounted within a circular cross-section portion of the bore, the rotor having a central axis of rotation and a cam surface having a non-circular cross-section;
At least one vane mounted in the housing to reciprocate between a projecting position and a retracted position relative to the housing, the contact surface being in sealing contact with the cam surface of the rotor; A vane pump having a vane reciprocated by rotation of the rotor, and configured to maintain fluid separation between the inlet and the outlet by the vane and the rotor.
順次に流体連通する、流体の入口、流体の出口、および少なくとも一部分が円形断面のボアを有するポンプチャンバを有する静的なハウジングと、
前記ボアの円形断面部分内で回転可能に取り付けたロータであって、中心回転軸線と、断面が非円形であるカム表面とを有するロータと、
前記ハウジングに対して突出位置と後退位置との間で往復運動するよう前記ハウジング内に取り付けた少なくとも1個のベーンであって、前記ロータの前記カム表面に封止接触する接触面を有し、前記ロータの回転によって往復運動させられるベーンと
を有し、前記入口と出口との間で前記ベーンおよびロータによって流体の分離を維持するよう構成し、
前記ロータは、前記ボアの内面に封止摺動接触するよう最大長さの等しい半径を有して互いに対向する部分を有するものとして構成したことを特徴とするベーンポンプ。 In rotary vane pumps,
A static housing having a fluid inlet, a fluid outlet, and a pump chamber having at least a portion of a circular cross-section bore in fluid communication with each other;
A rotor rotatably mounted within a circular cross section of the bore, the rotor having a central axis of rotation and a cam surface having a non-circular cross section;
At least one vane mounted in the housing to reciprocate between a projecting position and a retracted position relative to the housing, the contact surface being in sealing contact with the cam surface of the rotor; A vane reciprocated by rotation of the rotor, and configured to maintain fluid separation by the vane and the rotor between the inlet and the outlet;
2. The vane pump according to claim 1, wherein the rotor is configured to have portions having opposite radii having the same maximum length so as to come into sliding contact with the inner surface of the bore.
順次に流体連通する、流体の入口、流体の出口、および少なくとも一部分が円形断面のボアを有するポンプチャンバを有する静的なハウジングと、
前記ボアの円形断面部分内で回転可能に取り付けたロータであって、中心回転軸線と、断面が非円形であるカム表面とを有するロータと、
前記ハウジングに対して突出位置と後退位置との間で往復運動するよう前記ハウジング内に取り付けた少なくとも1個のベーンであって、前記ロータの前記カム表面に封止接触する接触面を有し、前記ロータの回転によって往復運動させられるベーンと
を有し、前記入口と出口との間で前記ベーンおよびロータによって流体の分離を維持するよう構成し、
前記ロータは、前記ボアの内面に封止摺動接触するよう最大長さの等しい半径を有して互いに対向する部分を有するものとして構成し、前記ロータの部分は、ロータ回転の際に前記ベーンを上昇させるカム表面をなす湾曲した先導表面と、ほぼ平坦な尾縁表面とを有し、前記ベーンは、前記尾縁表面に接触する対応する平坦形状の表面を有し、前記ベーンを前記ロータの回転軸線に対してずらして配置し、前記ベーンが突出した位置をとるとき前記ロータの前記尾縁表面が前記ベーンの対応平坦表面に完全に接触して前記ロータの逆回転を阻止するようにしたことを特徴とするベーンポンプ。 In rotary vane pumps,
A static housing having a fluid inlet, a fluid outlet, and a pump chamber having at least a portion of a circular cross-section bore in fluid communication with each other;
A rotor rotatably mounted within a circular cross-section portion of the bore, the rotor having a central axis of rotation and a cam surface having a non-circular cross-section;
At least one vane mounted in the housing to reciprocate between a projecting position and a retracted position relative to the housing, the contact surface being in sealing contact with the cam surface of the rotor; A vane reciprocated by rotation of the rotor, and configured to maintain fluid separation between the inlet and the outlet by the vane and the rotor;
The rotor is configured to have portions having opposite radii having the same maximum length so as to come into sealing sliding contact with the inner surface of the bore. A curved leading surface forming a cam surface that raises the surface and a substantially flat tail edge surface, the vane having a corresponding flat surface in contact with the tail edge surface, and the vane to the rotor So that the tail edge surface of the rotor is in full contact with the corresponding flat surface of the vane to prevent reverse rotation of the rotor when the vane assumes a protruding position. Vane pump characterized by that.
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